智能化建筑电气供配电系统的设计研究

智能化建筑电气供配电系统的设计研究

赖晓波

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摘要：在智慧城市建设背景下，智能化建筑的数量快速增加，在优化居住体验、降低运行成本等方面展现出了突出优势。对于民用住宅建筑来说，大多选用10kV变配电系统，如何进行电力分配以及保障用电安全，成为智能建筑供配电系统设计中必须要考虑的问题。通过负荷计算结果进行负荷分级，在此基础上选择相应规格的变压器、备用电源与继电保护装置，并推广使用配电自动化系统，对优化智能建筑的使用效果有积极帮助。

关键词：智能化建筑；变压器；电气供配电系统；继电保护

引言

传统的建筑电气设计工作已经无法满足于当下要求，低碳背景下对建筑电气设计提出了新的挑战，供配电系统是建筑电气设计中的重要组成部分，需予以高度重视，不容忽视。为贯彻落实节能减碳政策要求，在实施建筑电气供配电系统设计的时候，应当有效融入低碳理念，结合实际情况合理搭建供配电系统，不断地优化电气系统方案，从多方面来进行严格把控，选择适宜的电气设备型号和配电线路，从而保障建筑电气供配电系统的正常运行，满足节能减碳标准要求。

1高层建筑电气工程供配电设计的特点

高层建筑具有建筑高度高、供电距离远的特点，故应充分考虑建筑的供电半径。高层建筑中，照明、空调、电梯、给可排水等设备较多，用电量很大，对供电的可靠性要求高。由于建筑高度高，人员密集，设备多，高层建筑本身火灾隐患较多，因此，对消防要求也很高。

2智能化建筑电气供配电系统的设计研究

2.1安装灯具插座

在供配电体系的插座与灯具安装过程中，一定要注意前期合理布孔的具体位置，安设灯具开关盒需要控制部位间的偏差低于0.5m，此外在进行成排灯具的施工过程中，需要控制开关盒的安装部位偏差控制约0.5cm，并确保门框边距与开关盒之间大约间隔180cm。在安装插座过程中，应以此工程项目的现浇梁板具体薄厚程度，更合理的确定吊扇钩所在位置，并控制圆钢内部直径约36cm，在完成灯具插座安装作业后，及时拆除吊环与模板，并对吊钩作防锈处理，保证其使用正常。

2.2断路器选择

如果供电线路出现故障，比如出现过载、电压失衡、短路等问题，为了保证线路安全需精准判断故障位置，确保其余电路可稳定工作。在处理故障的过程中需用到开关设备，确保开关动作的及时性及灵敏性。但是，供配电系统中需使用专业的开关，也就是断路器。相对高层建筑供电线路，需采用低压断路器。为了让低压断路器稳定工作，同时让短路电流得到精准的数值，需在确保额定电压和电流的前提下计算出短路电流，以此判断断路器是否符合设计要求。低压配电系统中，低压断路器是十分重要的涉笔。常规而言，低压断路器既可以作为保护电路的开关，还可以作为控制电路的电动机。低压断路器具有价格低廉、操作简便的特点。低压配电器包括万能式、塑壳式两种类型。本工程低压断路器的选择及设计如下：低压主进线和母线连通等核心馈线开关位置选择空气断路器，剩余部分选择塑壳断路器；三相线路使用塑壳断路器，单相电路采用微型断路器，如照明及插座线路选择微型断路器；低压系统设计为单母线分段模式，让其和变压器分列工作，相同低压配电房内部配置两台变压器，这两台变压器之间使用母联开关控制；主进线和母联开关需具备手动自复位功能；发电机组和市电电源之间通过机械连锁互投的方式避免并列运行，发电机电源使用自动转换开关，让其和低压母线连通。

2.3科学计算电气负荷

在设计建筑电气供配电系统的时候，要重视电气负荷计算，不同阶段的计算方式有所不同。电气系统方案设计阶段，可通过单位指标法来进行电气负荷计算，以准确了解变压器的数量、容量。初步设计阶段、施工图阶段，则可使用系数法来计算电气负荷。单位指标法指的是根据技术措施文件中的典型场所经验，来明确用电指标，然后根据建筑面积估算项目所需要的用电容量、变压器装机容量。

2.4配电自动化测控系统设计

测控系统的功能是监控配电自动化系统中配电开关、配电变压器等重要设备的运行工况。根据安装位置的不同，可选择的测控装置也不尽相同，例如安装在开闭所上，使用DTU（开闭所测控系统）；安装在配电变压器上，使用TTU（配电测控系统）。本文研究的住宅小区，开闭站测控系统位于开闭站中，可用于监测母线电压、有功功率等重要电参量，以及发挥继电保护、断路器控制等功能。开闭站测控系统的核心元件是RCS-997C通讯控制机，负责完成测控数据的处理以及通信数据的传输。前端测控装置PDM-850E，被安装在开闭站的高压开关柜中，除了用于测量电参量外，还能发挥控制、保护的作用，保障配电自动化系统的可靠运行。

2.5照明灯具的选择

照明系统设计过程中需对灯具进行合理选择，灯具选择中需考虑功能、效率、经济及能耗。首先，选择照明灯具时需保证灯具的功能性，如果一味追求节能可能让其功能不满足使用要求。不同雷幸福灯具均需要发挥出自己的功能，让照明系统设计的有关电气参数达到设定要求。其次，照明设备的搭配需科学合理，让其保持最大的效率，提高灯具使用率。如果照明设备搭配不合理很可能导致电能被浪费。对此，照明系统设计时需选择高效节能的灯具，在灯具调试过程中需合理布局，发挥灯具的照明效果。其三，灯具选择需具备一定的节能效果，但市面上节能效果最佳的灯具成本较高，不具备较高的性价比。建筑电气设计过程中，不能为了节能而超出预算，需结合实际情况做到节能与经济性的权衡。最后，节能作为建筑照明系统设计的重中之重，也是国家发展的核心课题，在选择灯具时需在预算允许的前提下选择节能型灯具，利用好室内的自然光线，最大限度减少电能损耗。

2.6接地设计及防雷设计

（1）接地设计中，要保证线路的稳定运行，还要提高安全性。可以采用直接接地的方式，但是，不同电气设备采用不同的保护方式，选择方式上也会存在差异。接地包括两个系统，保护接零系统与保护接地系统。此外，进行供配电线路接地设计的过程中，还要充分考虑到工程实际，确保接地系统对建筑环境有良好的适应性。只有这样，才能将导线使用量控制在最小，避免出现严重损耗的问题。（2）对供配电线路进行防雷设计的过程中，主要需避免雷电天气影响供配电线路正常运行。所以，在设计供配电线路的时候，要高度重视防雷设计工作。一方面，要充分考虑雷电效应并针对性设计，主要的应用方法是将接闪带或者接闪杆安装在建筑物的顶端，而且要增强雷电的屏蔽效果、分流效果以及耦合效果。只有这样，才能使得防雷设计获得良好的效果。与此同时，要从实际出发，减小感应电压，必要时做好屏蔽工作。通过耦合效应，当发生雷电时，供配电线路不会受到很大的影响。另一个方面，接闪带安装完毕，就要及时安装接闪杆，安装效果直接关乎防雷系统的功能及运行质量，以便雷电发生时，将电流导入大地，保证各种类型的电气设备正常运行，安全系统处于稳定状态，防止产生异常现象。

结语

应当合理选择用电设备，优化设计电气系统方案，需保持负荷平衡，满足供配电系统运行标准。可通过有效措施来提高电气供配电系统功能，降低系统运行过程中的损耗，起到有效的节能作用。

参考文献

[1]彭颖杰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究与分析[J].中国设备工程,2021(07):22-23.

[2]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市,2018,4(16):154-155.